《PLC应用技术 教学课件 ppt 作者 毛卫秀 第5章 PLC基础知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PLC应用技术 教学课件 ppt 作者 毛卫秀 第5章 PLC基础知识（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章 功能指令的应用,早期的PLC大多用于开关量控制，基本指令和步进指令已经能满足控制要求。为适应控制系统的其他控制要求（如模拟量控制等），从20世纪80年代开始，PLC生产厂家就在小型PLC上增设了大量的功能指令（也称应用指令），功能指令的出现大大拓宽了PLC的应用范围，也给用户编制程序带来了极大方便。 可编程控制器有3种类型指令主要用途： 1.基本逻辑指令：主要用于逻辑功能处理，是基于各种继电器、定时器、计数器等软元件的逻辑电路控制。 2.步进顺控指令：主要用于步进顺序逻辑控制。 3.功能指令：主要用于数据的传送、运算、变换及程序控制等功能。,第5章 功能指令的应用,5.1.1功能指令的
2、图形符号及指令,功能指令相当于基本指令中的逻辑线圈指令，用法基本相同，只是逻辑线圈指令所执行的功能比较单一，而功能指令类似一个子程序，可以完成一系列较完整的控制过程。 FX2N 型PLC功能指令的梯形图符号与基本指令中的逻辑线圈指令也基本相同，在梯形图使用方框表示。,5.1.2功能指令的格式及说明,1功能指令的表示格式 功能指令表示格式与基本指令不同。功能指令用编号FNC00FNC294表示，并给出对应的助记符（大多用英文名称或缩写表示）。例如FNC45的助记符是MEAN（平均），若使用简易编程器时键入FNC45，若采用智能编程器或在计算机上编程时也可键入助记符MEAN。 有的功能指令没有操作
3、数，而大多数功能指令有1至4个操作数。如图5-1所示为一个计算平均值指令，它有三个操作数，S表示源操作数，D表示目标操作数，如果使用变址功能，则可表示为S和D。当源或目标不止一个时，用S1、S2、D1、D2表示。用n和m表示其他操作数，它们常用来表示常数K和H，或作为源和目标操作数的补充说明，当这样的操作数多时可用n1、n2和m1、m2等来表示。,5.1.2功能指令的格式及说明,图5-1 功能指令表示格式,图5-1中源操作数为D0、D1、D2，目标操作数为D4Z0（Z0为变址寄存器），K3表示有3个数，当X0接通时，执行的操作为（D0）+（D1）+（D2）3（D4Z0），如果Z0的内容为20，
4、则运算结果送入D24中。 功能指令的指令段通常占1个程序步，16位操作数占2步，32位操作数占4步。,5.1.2功能指令的格式及说明,2功能指令的执行方式与数据长度 （1）连续执行与脉冲执行 功能指令有连续执行和脉冲执行两种类型。如图5-2所示，指令助记符MOV后面有“P”表示脉冲执行，即该指令仅在X1接通（由OFF到ON）时执行（将D10中的数据送到D12中）一次；如果没有“P”则表示连续执行，即该在X1接通（ON）的每一个扫描周期指令都要被执行。,图5-2 功能指令的执行方式与数据长度的表示,5.1.2功能指令的格式及说明,（2）数据长度 功能指令可处理16位数据或32位数据。处理32位数
5、据的指令是在助记符前加“D”标志，无此标志即为处理16位数据的指令。注意32位计数器（C200C255）的一个软元件为32位，不可作为处理16位数据指令的操作数使用。如图5-3所示，若MOV指令前面带“D”，则当X1接通时，执行D11D10D13D12（32位）。在使用32位数据时建议使用首编号为偶数的操作数，不容易出错。,5.1.2功能指令的格式及说明,3功能指令的数据格式 （1）位元件与字元件 象X、Y、M、S等只处理ON/OFF信息的软元件称为位元件；而像T、C、D、V,Z、KnX、KnY、KnM等处理数值的软元件则称为字元件，一个字元件由16位二进制数组成。 位元件可以通过组合使用，4
6、个位元件为一个单元，通用表示方法是由Kn加起始的软元件号组成，n为单元数。例如K2M0表示M0M7组成两个位元件组（K2表示2个单元），它是一个8位数据，M0为最低位。如果将16位数据传送到不足16位的位元件组合（n4）时，只传送低位数据，多出的高位数据不传送，32位数据传送也一样。在作16位数操作时，参与操作的位元件不足16位时，高位的不足部分均作0处理，这意味着只能处理正数（符号位为0），在作32位数处理时也一样。被组合的元件首位元件可以任意选择，但为避免混乱，建议采用编号以0结尾的元件，如S10，X0，X20等。,5.1.2功能指令的格式及说明,（2）数据格式 在FX系列PLC内部，数据
7、是以二进制（BIN）补码的形式存储，所有的四则运算都使用二进制数。二进制补码的最高位为符号位，正数的符号位为0，负数的符号位为1。FX系列PLC可实现二进制码与BCD码的相互转换。 为更精确地进行运算，可采用浮点数运算。在FX系列PLC中提供了二进制浮点运算和十进制浮点运算，设有将二进制浮点数与十进制浮点数相互转换的指令。二进制浮点数采用编号连续的一对数据寄存器表示，例D11和D10组成的32位寄存器中，D10的16位加上D11的低7位共23位为浮点数的尾数，而D11中除最高位的前8位是阶位，最高位是尾数的符号位（0为正，1是负）。10进制的浮点数也用一对数据寄存器表示，编号小数据寄存器为尾数
8、段，编号大的为指数段，例如使用数据寄存器（D1，D0）时，表示数为10进制浮点数=尾数D010指数D1 其中：D0，D1的最高位是正负符号位。,5.2.1 项目案例三台电机多种工作方式控制,【项目描述】 在高层楼房供水系统中有3台水泵电机,当水位最低时,三台电机均起动;正常运行时,水位在高水位,一台电机起动,每台电机循环工作30分钟。 【相关知识】 1条件跳转指令格式 条件跳转指令CJ（P）的编号为FNC00，操作数为指针标号P0P127，其中P631步序，不需标记。指针标号允许用变址寄存器修改。CJ和CJP都占3个程序步，指针标号占1步。 如图5-3所示，当X20接通时，则由CJ P9指令跳
9、到标号为P9的指令处开始执行，跳过了程序的一部分，减少了扫描周期。如果X20断开，跳转不会执行，则程序按原顺序执行。,图5-3 跳转指令的使用,5.2.1 项目案例三台电机多种工作方式控制,2.指令说明： （1）CJP指令表示为脉冲执行方式； （2）在一个程序中一个标号只能出现一次，否则将出错； （3）在跳转执行期间，即使被跳过程序的驱动条件改变，但其线圈（或结果）仍保持跳转前的状态，因为跳转期间根本没有执行这段程序。 （4）如果在跳转开始时定时器和计数器已在工作，则在跳转执行期间它们将停止工作，到跳转条件不满足后又继续工作。但对于正在工作的定时器T192T199和高速计数器C235C255不
10、管有无跳转仍连续工作。 （5）若积算定时器和计数器的复位（RST）指令在跳转区外，即使它们的线圈被跳转，但对它们的复位仍然有效。,5.2.1 项目案例三台电机多种工作方式控制,【项目实施】 1.输入输出地址表，根据项目要求其I/O分配如表5-1所示。 表5- 1三台电机多种工作方式控制地址表,5.2.1 项目案例三台电机多种工作方式控制,2.梯形图设计如图5-4所示。,图5- 4 三台电机多种工作方式控制,5.2.1 项目案例三台电机多种工作方式控制,如图5-4当水位下降到低水位时，即X0=1时MO=1置位，同时M1复位，跳到P0处，Y0、Y1、Y2同时有输出，程序在21条指令处执行CJ P6
11、3跳到END，跳过了P1后的程序；当水位上升到高水位时，即X1=1时M1=1,同时M0复位，程序跳过P0程序段到P1处执行，Y0、Y1、Y2轮流输出1小时。,5.2.2 项目案例信号灯的开关控制,【项目描述】 用两个开关X1和X0控制一个信号灯Y0，当X1、X0=00时灯灭，X1、X0=01时灯以1S脉冲闪，X1、X0=10时灯以2S脉冲闪，X1、X0=11时灯常亮。 【相关知识】 子程序调用指令CALL的编号为FNC01。操作数为P0P127，此指令占用3个程序步。 子程序返回指令SRET的编号为FNC02。无操作数，占用1个程序步。 如图5-5所示，如果X0接通，则转到标号P10处去执行子
12、程序。当执行SRET指令时，返回到CALL指令的下一步执行。,5.2.2 项目案例信号灯的开关控制,图5-5 子程序调用与返回指令的使用,使用子程序调用与返回指令时应注意： 1转移标号不能重复，也不可与跳转指令的标号重复； 2子程序可以嵌套调用，最多可5级嵌套。 【项目实施】 1.输入输出地址表 表5- 2信号灯的开关控制地址表,5.2.2 项目案例信号灯的开关控制,5.2.2 项目案例信号灯的开关控制,2.梯形图设计 根据项目系统要求梯形图设计如图5-6所示,图5- 6信号灯控制 当X1=X0=0时即常开点断开，常闭点闭合Y0复位，信号灯灭；当X1=0,X0=1时执行P0处的子程序；当X1=
13、1,X0=0时执行P1处的子程序；当X1=1,X0=1时执行P2处的子程序，满足项目要求。,5.2.3 项目案例3人智力抢答,【项目描述】 有3个抢答者的用三个按钮和主持人的复位按钮，有三个信号灯及蜂蜜器1个，当有抢答者按按钮抢答时蜂鸣器和对应的信号灯亮。 【相关知识】 中断返回指令IRET，编号为FNC03；中断允许指令EI，编号为FNC04；中断禁止DI，编号为FNC05。它们均无操作数，占用1个程序步。 PLC通常处于禁止中断状态，由EI和DI指令组成允许中断范围。在执行到该区间，如有中断源产生中断，CPU将暂停主程序执行转而执行中断服务程序。当遇到IRET时返回断点继续执行主程序。如图
14、5-7所示，允许中断范围中若中断源X0有一个下降沿，则转入I000为标号的中断服务程序，但X0可否引起中断还受M8050控制，当X20有效时则M8050控制X0无法中断。,5.2.3 项目案例3人智力抢答,图5-7 中断指令的使用 使用中断相关指令时应注意： 1中断的优先级排队如下，如果多个中断依次发生，则以发生先后为序，即发生越早级别越高，如果多个中断源同时发出信号，则中断指针号越小优先级越高； 2当M8050M8058为ON时，禁止执行相应I0I8的中断，M8059为ON时则禁止所有计数器中断； 3无需中断禁止时，可只用EI指令，不必用DI指令； 4执行一个中断服务程序时，如果在中断服务程
15、序中有EI和DI，可实现二级中断嵌套，否则禁止其他中断。,5.2.3 项目案例3人智力抢答,【项目实施】 1.输入输出地址表如表5-3所示,5.2.3 项目案例3人智力抢答,图5- 8 三人智力抢答控制 在梯形图图5-8中有3个抢答者的按钮X0、X1和X2，假如按钮X1先闭合，在X1的上升沿执行I101处的中断子程序2，使Y1输出继电器得电，信号灯HL2亮，在执行后面的IRET中断返回指令时，立即返回主程序，Y1接点闭合，使中断禁止特殊辅助继电器M8050M8052得电，禁止了X0和X2的输入中断。同时Y3输出继电器得电，外接蜂鸣器响，表示抢答成功，抢答结束，主持人按下复位按钮X10,全部输出
16、Y0Y3复位。,2.梯形图设计,5.3.1 项目案例密码锁控制,【项目描述】 设置4位数字密码为8365。将数字开拨到8时按一下确认键，再分别拨到密码数3、6、5时按一下确认键，电磁锁得电开锁。 【相关知识】 1比较指令 比较指令包括CMP（比较）和ZCP（区间比较）二条。 （1）比较指令CMP (D)CMP(P)指令的编号为FNC10，是将源操作数S1.和源操作数S2.的数据进行比较，比较结果用目标元件D.的状态来表示。如图5-9所示，当X1为接通时，把常数100与C20的当前值进行比较，比较的结果送入M0M2中。X1为OFF时不执行，M0M2的状态也保持不变。,5.3.1 项目案例密码锁控制,图5-9 比较指令的使用 （2）区间比较指令ZCP (D)ZCP(P)指令的编号为FNC11，指令执行时源操作数S.与S1.和S2.的内容进行比较，并比较结果送到目标操作数D.中
